CN107293450B - 一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线 - Google Patents

一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线 Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H69/00Apparatus or processes for the manufacture of emergency protective devices

Abstract

本发明公开了一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,包括沿纵向固定的下层台面和上层台面,在下层台面上从前到后依次设置有各个振送机构;上层台面沿纵向设有U型滑槽,U型滑槽中安装有链条,链条设置有自己的步进驱动机构,链条上依次间隔设置有多个双工位夹具,链条从U型滑槽前端进入,从U型滑槽后端向下再从U型滑槽下部绕回U型滑槽前端;链条上表面从前到后依次通过十二个双工位夹具设置有十二个工位,在U型滑槽上方从前到后依次横跨有各个上料机构及双锡焊机构;上层台面还安装有总控制器,上述的所有机构的电气部件均与总控制器信号连接。本发明的结构紧凑,工作可靠,焊接质量高。

Description

一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线
技术领域
本发明属于自动加工技术领域,涉及一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线。
背景技术
低压塑壳断路器的油杯磁轭线圈组成的电磁组件,具有本身油阻尼长抗干扰强,耐电压高、长延时、延时和瞬时的可靠性高、循环使用次数多等优点,不仅在广泛应用于室内外建筑行业以及电动工具等大中型电动设备方面,而且也在抗干扰要求高的通讯行业得到广泛应用。导电电磁组件中油杯磁轭线圈导电组件是低压塑壳断路器的关键部件。
现有的锡焊以点焊和直线拖焊为主,遇到油杯与磁轭元器件、或更大更长圆弧焊缝或全焊缝连接的超大规格油杯与磁轭线圈组装焊接,只能采用点焊的方式,一个点一个点地焊接,通过多次多道地点焊连接形成产品所需的焊缝,焊接效率低无法满足批量生产要求,因此油杯导电组件现有常用技术是由一个人在油杯上依次套装下垫片、线圈、上垫片和磁轭进行手工组装,另一个人将其装入简易夹具中,然后人工手工添加焊丝、松香到磁轭和油杯,一个手通过夹具压住导电组件,另一手持电烙铁对着焊丝磁轭油杯多次旋转180度进行焊接,焊完后最后由第三个人,重复第二个人的作业完成全焊缝,采用该种技术主要存在以下问题和缺陷:
1)1人分段两次焊接或分两人进行流水焊接,无法完成焊缝的完全对接,在焊缝的对接部分总有未连接的部分,或凹凸不平,不光滑,补焊修正时间长,1人分段两次焊接每分钟仅能完成2-3只,两人流水焊接3-4只,效率极低。
2)手工夹具和压紧造成焊接后磁轭和线圈与磁轭达不到技术要求垂直、平行和焊接总高度尺寸、产品松紧度的要求,出现歪斜居高不下、手工焊接甚至会出现虚焊的情况,影响整体产品的调试性能和装配,返工率高,生产效率低,人工和设备劳动强度大,锡焊烟尘对环境和人身污染大,生产成本高。
3)目前采用多次旋转拖焊替代多次多道地点焊工艺,但仍然无法避免焊层面和电烙铁形成的氧化层或凹坑、使上锡量减少或无法上锡、及焊接上锡量的不稳定将导致焊接失败,需要修理烙铁头或需频繁更换新烙铁,导致焊接效率低,同样维修或更换烙铁头需要降温和重新升温,耽误生产时间。多次旋转多层拖焊对焊锡被多次挤出浪费大。
4)目前现有的送锡机构、烙铁机构、夹具均为独立的机构,没有集成,相对产品没有定位锁位、可调试、自动补偿的功能,在功能上达不到互相支持与互补,各自独立发挥作用,任一机构与任何产品零件的变化,都会导致焊接温度的变化、及上锡位置偏移与上锡量的减少,导致焊接不稳定不可靠或失败。使这些单一机构无法在生产中达到实际的应用。
5)目前自动送锡为锡丝或锡条,在实现自动化时锡丝无法定位,跑位造成漏焊、上锡不足或焊接不良,无法实现自动化可靠送锡和定位
6)目前油杯、磁轭、纸垫片、线圈没有自动上料装配的机构案列公开,经检索目前还没有针对磁轭线圈组件全自动全焊缝焊接装配机构、装置、系统的应用设计及专利的申请。
发明内容
本发明目的是提供一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,解决了现有技术手工或半手工焊接系统存着油杯磁轭线圈导电组件焊接不良、产品质量低、成本高及生产效率不高的问题。
本发明技术方案是,一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,包括沿纵向固定的下层台面和上层台面,在下层台面上从前到后依次设置有双油杯振送机构、下垫片振送机构一、下垫片振送机构二、线圈振送机构一、线圈振送机构二、上垫片振送机构一、上垫片振送机构二、双磁轭振送机构;上层台面沿纵向设有U型滑槽,U型滑槽中安装有链条,链条设置有自己的步进驱动机构,链条上依次间隔设置有多个双工位夹具,链条从U型滑槽前端进入,从U型滑槽后端向下再从U型滑槽下部绕回U型滑槽前端;在U型滑槽上方从前到后依次横跨有双油杯上料机构、下垫片上料机构二、下垫片上料机构一、双线圈上料机构、上垫片上料机构二、上垫片上料机构一、磁轭旋转上料机构及双锡焊机构;
链条上表面的十二个双工位夹具从前到后分别称为双油杯上料工位、下垫片上料工位一、下垫片上料工位二、线圈上料工位一、线圈上料工位二、上垫片上料工位一、上垫片上料工位二、双磁轭上料工位、双焊接工位、成品下料工位;其中,双油杯上料工位上方对应设置有双油杯上料机构;下垫片上料工位一、下垫片上料工位二上方对应设置有下垫片上料机构二、下垫片上料机构一;线圈上料工位一、线圈上料工位二上方对应设置有双线圈上料机构;上垫片上料工位一、上垫片上料工位二上方对应设置有上垫片上料机构二、上垫片上料机构一;双磁轭上料工位上方对应设置有磁轭旋转上料机构;双焊接工位上方对应设置有双锡焊机构;
上层台面还安装有总控制器,上述的所有机构的电气部件均与总控制器信号连接。
本发明的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征还包括:
所述的双磁轭振送机构的结构是,包括磁轭振盘,磁轭振盘输出口设置有两条磁轭直振通道;
所述的磁轭旋转上料机构的结构是,包括下支撑板,下支撑板通过支架横跨在U型滑槽上方,下支撑板远离磁轭振盘的一边固定有立板,立板顶端固定有水平的上支撑板,立板外侧面固定有座板,该座板上设有电机,电机传动轴上的主动轮通过传动带与副传动轮传动连接,副传动轮的轮轴上端通过上轴承座支撑在上支撑板中,副传动轮的轮轴上部与中支撑板固定连接,副传动轮的轮轴下端通过下轴承座支撑在下支撑板中;
中支撑板朝向磁轭振盘的端头下表面分别固定有气缸二和气缸三,气缸二和气缸三的缸体下端共同连接有固定板,固定板下表面分别设置有气缸四和气缸一,气缸二和气缸三的活塞杆向下穿过固定板,气缸二活塞杆端头设置有夹手二,夹手二与气缸四的活塞杆传动连接;气缸三活塞杆端头设置有夹手一,夹手一与气缸一的活塞杆传动连接。
所述的双锡焊机构的结构是,上支撑板上表面固定安装有送丝组件一和送丝组件二,送丝组件一和送丝组件二上分别悬挂锡丝卷,每个锡丝卷通过各自的送丝管与一个电烙铁连通;上支撑板后端面悬挂安装有上下推移的气缸六,气缸六缸体向下与连接板连接,连接板下端面设有一对齿轮;在下支撑板的后侧固定有开口向后的U型板,U型板上板后沿固定有齿条立板,齿条立板内侧面固定有直线齿条,直线齿条一端连接有水平推移的气缸五,直线齿条与一对齿轮齿合组成旋转传动副;一对齿轮的齿轮轴向下穿过U型板上板,U型板中并排设有一对旋转开口夹具,该对旋转开口夹具内端分别与一对齿轮的齿轮轴下部固定连接,该对旋转开口夹具外端分别安装有一个电烙铁;U型板下板下方设有圆套筒杆,圆套筒杆与气缸六的活塞杆连接。
所述的线圈振送机构一和线圈振送机构二的结构相同,均包括一个线圈振盘,每个线圈振盘出口与一个线圈滑管连通,两个线圈滑管下端口分别与储存管一和储存管二连通,储存管一和储存管二的出口与下方双工位夹具中的油杯对正,储存管一和储存管二中分别设置有线圈隔料组件一和线圈隔料组件二,线圈隔料组件一和线圈隔料组件二分别设置在支架板上,支架板横跨在U型滑槽上方。
所述的线圈隔料组件一和线圈隔料组件二的结构一致,以线圈隔料组件一的结构为例,包括穿进储存管一中的弹簧螺栓,弹簧螺栓外端与挡板固定连接,弹簧螺栓上的弹簧两端与储存管一外壁及挡板顶接;挡板与双夹板之间连接有气缸,挡板还滑动套装在两个滑杆上,两个滑杆固定在双夹板上。
所述的上垫片振送机构一、上垫片振送机构二、下垫片振送机构一、下垫片振送机构二的结构一致,以下按照上垫片振送机构一为例,
上垫片振送机构一的结构是,包括一个垫片振盘,该垫片振盘同时与垫板直槽二及垫板直槽一连通,垫板直槽二及垫板直槽一均与垫片直振连接,垫板直槽二及垫板直槽一出口端与各自的储存管连通,两个储存管均支撑在双支架中。
所述的双油杯振送机构的结构是,包括油杯振盘,油杯振盘同时与油杯滑管一和油杯滑管二连通,油杯滑管一和油杯滑管二的出口端分别对应设置有一个限位管,两个限位管均向下穿过U型支板的上板,U型支板固定在上层台面上,限位管下方出口正对转盘总成。
所述的转盘总成包括盖板、外盘、内盘以及底板,
内盘和外盘同心设置,内盘通过连接盖板向上与盖板固定连接,外盘向上与盖板固定连接,内盘下端与步进旋转机构连接;外盘竖直开有四组油杯通过孔,每组两个位于沿垂直方向的两条直径线两边,总共8个油杯通过孔;在每组油杯通过孔之间的外盘中径向安装有弹簧推杆一和弹簧推杆二,每组弹簧推杆一和弹簧推杆二内端头共同连接有一个双推杆推板,总共为四个分为两对双推杆推板;每个双推杆推板下端面固定悬挂一个水平的推板,总共为四个推板;
盖板及四个推板上也对应各自开有8个光孔,上下对应依次称为A孔、B孔、C孔、D孔、H孔、L孔、M孔、N孔,A孔、B孔向上与两个限位管对应作为一对油杯的落入位置,M孔、N孔向下与链条上的双工位夹具对应作为掉出位置;外盘通过盖板分别与连接盖板连接固定,两对双推杆推板能够随内盘实现四工位旋转;围绕内盘上设有能够沿内盘径向移动的底板,底板的两端设有挡板。
所述的M孔和N孔所在直径线两边的一对底板通过几字型架滑动设置在一对直线滑动导轨上,该对直线滑动导轨设置在底板上;直线滑动导轨上设置滑动副板,与推板及双推杆推板构成L型推架;与M孔和N孔相对的另一边底板端面固定有一对双L板,该对双L板之间的支撑板上设有底板气缸,底板气缸活塞杆与底板传动连接。
所述的每个双工位夹具的结构是,双工位夹具横向安装在链条上,包括横向的座板及压板,横向的座板及压板与链条固定连接,在压板两边的座板中开有盲孔一和盲孔二;座板两端滑动设置在双U型滑道中,双U型滑道位于U型滑槽两边立板的内壁上,座板两端分别设置有一个斜压板,每个斜压板内端滑杆上设有弹簧,弹簧内端设有与油杯极靴吻合的半圆槽板。
本发明有益效果是,采用双焊丝定位加热+双烙铁自动曲面加热+双烙铁自动旋转焊接+多工位链条同步驱动+油杯线圈磁轭垫片双工位自动上料,替代独立烙铁加热上锡+手工送丝,消除了上锡位置偏移与上锡量不稳定造成的虚焊和焊锡浪费;采用同步步进链条+焊接夹具夹紧油杯+垫片线圈油杯上料(双振盘+双隔料双推送)+磁轭上料(双振盘+气爪抓取+双旋转)+双旋转锡焊组成的直线式电磁组件全自动装焊线,替代手工组装+沉孔卡位+无法定位锡丝(或锡料)油杯,消除了自动上下料的高故障和卡料,同时消除磁轭与油杯的间隙导致焊接倾斜与漏锡;消除了由于油杯极靴(大端)尺寸的变化,导致无法定位或错位及焊接变形无法装配的问题;消除了由于油杯线圈磁轭不同轴,导致检测工序的瞬时延时的早跳闸或晚跳闸的问题;生产效率高,每分钟能够焊接80-100只产品,焊接质量好。
附图说明
图1是本发明组焊对象的全焊缝结构示意图;
图2是本发明中的各个上料分料机构分布示意图;
图3是本发明中的工位分布示意图;
图4是本发明中的锡焊传动立体视图;
图5是本发明中的磁轭自动上料与锡焊机构立体视图;
图6是本发明中的双线圈上料机构立体视图;
图7是本发明中的垫片上料机构立体视图;
图8是本发明中的双油杯上料机构立体视图;
图9是本发明双油杯上料机构中的转盘分料机构立体视图;
图10是本发明双油杯上料机构转盘分料机构的内部立体视图;
图11是本发明中的链条定位夹具立体视图。
图中,1.下层台面,2.上层台面,3.双油杯上料机构,4.总控制器,5.双油杯振送机构,6.下垫片振送机构一,7.下垫片振送机构二,8.线圈振送机构一,9.线圈振送机构二,10.上垫片振送机构一,11.上垫片振送机构二,12.链条,13.双工位夹具,14.双磁轭振送机构,15.磁轭旋转上料机构,16.双锡焊机构,17.U型滑槽,18.上垫片上料机构一,19.双线圈上料机构,20.送丝机构;21.夹手一,22.气缸一,23.下支撑板,24.气缸二,26.气缸三,27.圆套筒杆,28.烙铁头,29.旋转开口夹具,30.电烙铁,31.齿条立板,32.直线齿条,33.气缸五,34.齿轮,35.传动带,36.副传动轮,38.气缸六,39.电机,40.上支撑板,41.送丝组件一,42.送丝组件二,44.支架,45.磁轭振盘,46.直振盘,47.夹手二,48.气缸四,49.中支撑板,50.滑杆,51.弹簧螺栓,52.气缸,53.线圈隔料组件一,54.线圈隔料组件二,55.储存管一,56.储存管二,57.支架板,58.链板夹具工位一,59.链板夹具工位二,60.储存管,61.双支架,62.推升气缸,63.垫板直槽一,64.垫片直振,65.垫板直槽二,66.外盘,67.底板组件,68.U型架,69.油杯,70.盖板,71.油杯滑管一,72.油杯滑管二,73.下垫片,74.线圈,75.上垫片,76.磁轭,77.焊缝,78.底板气缸,79.几字型架,80.电磁组件,81.连接盖板,82.弹簧推杆一,83.双推杆推板,84.弹簧推杆二,85.直线导轨,86.内盘,87.螺钉杆,88.固定板,89.双推杆推板,90.推板,91.底板,92.链条,93.双U型滑道,94.座板,95.斜压板,96.盲孔一,97.盲孔二,98.螺钉一,99.螺钉二,100.下垫片上料机构一,101.下垫片上料机构二,102.上垫片上料机构二,103.双油杯上料工位,104.下垫片上料工位一,105.下垫片上料工位二,106.线圈上料工位一,107.线圈上料工位二,108.上垫片上料工位一,109.上垫片上料工位二,110.双磁轭上料工位,111.双焊接工位,112.成品下料工位。
具体实施方式
以下文本中的前、后方向,均以U型滑槽17的前端、后端为准,实际位置以此类推。
如图1所示,本发明全自动装焊线的工作对象是应用在低压断路器中的电磁组件80,其结构是,包括油杯69,油杯69的大头端截面为倒T型结构的圆板型极靴,在油杯60外圆周从下往上依次套装有多层环形纸质的下垫片73(总共2个)、多圈的线圈74、多层环形纸质的上垫片75和倒L型结构的磁轭76,实施锡焊后形成截面为三角形的焊缝77,焊缝77的最大厚度为2mm,焊缝78的伸展长度沿圆周不小于1/3圈。
本发明的全自动装焊线,作用就是将上述的油杯69、两个下垫片73、线圈74、上垫片75及磁轭76自动组装并组焊在一起,制备成一体的电磁组件80,如图1所示。
如图2和图3所示,本发明全自动焊装线的整体结构是,包括沿纵向固定的下层台面1和上层台面2,在下层台面1上从前到后依次设置有固定不动的双油杯振送机构5、下垫片振送机构一6、下垫片振送机构二7、线圈振送机构一8、线圈振送机构二9、上垫片振送机构一10、上垫片振送机构二11、双磁轭振送机构14;上层台面2沿纵向设有U型滑槽17,U型滑槽17的长度小于上层台面2的总长,U型滑槽17中安装有链条12,链条12设置有自己的步进驱动机构,链条12上依次间隔设置有多个双工位夹具13,U型滑槽17的两边立板对双工位夹具13的移动进行导向及限位,链条12从U型滑槽17前端进入,从U型滑槽17后端向下出去,再从U型滑槽17下部绕回U型滑槽17前端,实现所有双工位夹具13连续不断的循环;在U型滑槽17上方从前到后依次横跨有双油杯上料机构3、下垫片上料机构二101、下垫片上料机构一100、双线圈上料机构19、上垫片上料机构二102、上垫片上料机构一18、磁轭旋转上料机构15及双锡焊机构16;
链条12上表面的十二个双工位夹具13从前到后分别称为双油杯上料工位103、下垫片上料工位一104、下垫片上料工位二105、线圈上料工位一106、线圈上料工位二107、上垫片上料工位一108、上垫片上料工位二109、双磁轭上料工位110、双焊接工位111、成品下料工位112;其中,双油杯上料工位103上方对应设置有双油杯上料机构3;下垫片上料工位一104、下垫片上料工位二105上方对应设置有下垫片上料机构二101、下垫片上料机构一100;线圈上料工位一106、线圈上料工位二107上方对应设置有双线圈上料机构19;上垫片上料工位一108、上垫片上料工位二109上方对应设置有上垫片上料机构二102、上垫片上料机构一18;双磁轭上料工位110上方对应设置有磁轭旋转上料机构15;双焊接工位111上方对应设置有双锡焊机构16;
上层台面2还安装有总控制器4,上述的所有机构的电气部件均与总控制器4信号连接,接受统一协调的控制,共同配合完成流水作业。
如图4和图5所示,双磁轭振送机构14的结构是,包括磁轭振盘45,磁轭振盘45输出口设置有两条磁轭直振通道,即磁轭振盘45同时能够输出两路磁轭24元件;
磁轭旋转上料机构15的结构是,包括下支撑板23,下支撑板23通过支架44横跨在U型滑槽17上方,下支撑板23远离磁轭振盘45的一边固定有立板,立板顶端固定有水平的上支撑板40,立板外侧面固定有座板,该座板上设有电机39,电机39传动轴上的主动轮通过传动带35与副传动轮36传动连接(传动带35穿过立板中的孔洞),副传动轮36的轮轴上端通过上轴承座支撑在上支撑板40中,副传动轮36的轮轴上部与中支撑板49固定连接,副传动轮36的轮轴下端通过下轴承座支撑在下支撑板23中,副传动轮36转动带动中支撑板49转动;
中支撑板49朝向磁轭振盘45的端头下表面分别固定有气缸二24和气缸三26,气缸二24和气缸三26的缸体下端共同连接有固定板,固定板下表面分别设置有气缸四48和气缸一22,气缸二24和气缸三26的活塞杆向下穿过固定板,气缸二24活塞杆端头设置有夹手二47,夹手二47与气缸四48的活塞杆传动连接,气缸四48用于控制夹手二47的开合;气缸三26活塞杆端头设置有夹手一21,夹手一21与气缸一22的活塞杆传动连接,气缸一22用于控制夹手一21的开合;
在每个磁轭直振通道出口端均设有直板槽组件,直板槽组件的前端安装有上推气缸(图中没有显示),上推气缸前端装有检测器,当检测到有磁轭元件到达时,上推气缸推升出前一个磁轭24,并将后一个磁轭隔离在磁轭直振通道内;夹手一21和夹手二47同时抓取一个磁轭元件的上端,气缸二24和气缸三26缩回将两个磁轭元件同时提升离开磁轭直振通道;然后电机39启动,中支撑板49旋转90度,两个磁轭元件分别对正下方链条12中双工位夹具13上预置的一对油杯;最后气缸二24和气缸三26向下伸出,夹手一21和夹手二47同时松开各自的磁轭元件,将两个磁轭元件套入链条12中双工位夹具13上预置的一对油杯及上垫片上,完成两个磁轭元件的同时上料;在链条12停歇状态下,以此循环实现对磁轭进行自动上料。
如图5所示,双锡焊机构16的结构是,上支撑板40上表面固定安装有送丝组件一41和送丝组件二42,送丝组件一41和送丝组件二42上分别悬挂锡丝卷,每个锡丝卷通过各自的送丝管与一个电烙铁30连通,称为送丝机构20;上支撑板40后端面悬挂安装有上下推移的气缸六38,气缸六38缸体向下与连接板连接(连接板与气缸六38缸体均固定不动),连接板下端面设有一对齿轮34;在下支撑板23的后侧固定有开口向后的U型板,U型板上板后沿固定有齿条立板31,齿条立板31内侧面固定有直线齿条32,直线齿条32一端连接有水平推移的气缸五33,直线齿条32与一对齿轮34齿合组成旋转传动副;一对齿轮34的齿轮轴向下穿过U型板上板,U型板中并排设有一对旋转开口夹具29,该对旋转开口夹具29内端分别与一对齿轮34的齿轮轴下部固定连接,该对旋转开口夹具29外端分别安装有一个电烙铁30,该对电烙铁30分别配置有L型半圆头的烙铁头28;U型板下板下方设有头部为1/3圆弧状的圆套筒杆27,圆套筒杆27与气缸六38的活塞杆连接,气缸六38活塞杆伸出带动圆套筒杆27下移,向下顶压磁轭,控制磁轭与线圈之间的套接间隙,用于油杯磁轭线圈焊接前的压紧定位,该结构设计保证了油杯磁轭垂直度、平行度及线圈与磁轭的松紧度;
每个烙铁头28前端L型半圆头与油杯的圆弧面吻合,每个烙铁头28的底边开有半圆环;两个电烙铁30分别通过送丝组件一41和送丝组件二42自动送丝到油杯与磁轭接触面,气缸六38活塞杆伸出带动圆套筒杆27下移,同时两个烙铁头28的半圆环下移将锡丝油杯磁轭加热上锡,锡丝融化后,气缸五33活塞杆伸出,水平推动直线齿条32带动齿轮34旋转,驱动一对旋转开口夹具29上的两个烙铁头28同步旋转1/3圈,使锡丝融化均匀上锡到磁轭和油杯的焊缝处,气缸五33和气缸六38复位,圆套筒杆27升起送开磁轭,同时两个烙铁头28升起离开焊缝处,该种结构的优点是一次实现120度的均匀焊缝的满焊,形成满足要求的围绕油杯和磁轭接触连接面三角形圆环焊缝。
如图6所示,线圈振送机构一8和线圈振送机构二9的结构相同,均包括一个线圈振盘,每个线圈振盘出口与一个线圈滑管连通,两个线圈滑管下端口分别与储存管一55和储存管二56连通,储存管一55和储存管二56的出口与下方双工位夹具13中的油杯对正,储存管一55和储存管二56中分别设置有线圈隔料组件一53和线圈隔料组件二54,线圈隔料组件一53和线圈隔料组件二54分别设置在支架板57上,支架板57横跨在U型滑槽17上方;两路线圈元件均由线圈振盘排序,通过线圈滑管前送到前端的储存管一55和储存管二56中,通过线圈隔料组件一53和线圈隔料组件二54的开合,落入下方双工位夹具13中的油杯及下垫片上;
线圈隔料组件一53和线圈隔料组件二54的结构一致,以线圈隔料组件一53的结构为例,包括穿进储存管一55中的弹簧螺栓51,弹簧螺栓51外端与挡板固定连接,弹簧螺栓51上的弹簧两端与储存管一55外壁及挡板顶接;挡板与双夹板之间连接有气缸52,挡板还滑动套装在两个滑杆50上,两个滑杆50固定在双夹板上,两个滑杆50保证挡板及弹簧螺栓51的准确导向;气缸52活塞杆伸缩,驱动挡板带领弹簧螺栓51伸进或退出储存管一55,使得储存管一55中的线圈元件每次刚好掉下一个。
具体的是,储存管二56下端口下方为链板夹具工位二59,储存管一55下端口下方为链板夹具工位一58,双工位夹具13由链条12驱动后分别停止在链板夹具工位二59与链板夹具工位一58;初始状态气缸52断电,使弹簧螺栓51在弹簧作用下先压住储存管一55中的线圈储存在管中,然后气缸52上电,气动使弹簧螺栓51压缩弹簧压杆退出储存管一55,原弹簧螺栓51压住的线圈就从储存管一55中掉下,刚好套装在双工位夹具13链板夹具工位二59和链板夹具工位一58上的油杯及下垫片上,完成线圈的装配;链条12带领双工位夹具13移动一个工位后停止;重复以上循环,实现线圈的装配。
如图7所示,上垫片振送机构一10、上垫片振送机构二11、下垫片振送机构一6、下垫片振送机构二7的结构一致,以下按照上垫片振送机构一10为例进行结构及工作过程描述,上垫片振送机构一10的结构是,包括一个垫片振盘,该垫片振盘同时与垫板直槽二65及垫板直槽一63连通,垫板直槽二65及垫板直槽一63均与垫片直振64连接,垫板直槽二65及垫板直槽一63出口端与各自的储存管60连通,两个储存管60均支撑在双支架61中;
上垫片上料机构一18、上垫片上料机构二102、下垫片上料机构一100、下垫片上料机构二101结构相同,以下按照上垫片上料机构一18为例进行结构及工作过程描述,在垫板直槽二65及垫板直槽一63出口端共同设置有一个推升气缸62,推升气缸62活塞杆端头安装有双隔片,双隔片用于隔断垫板直槽二65及垫板直槽一63中后续的上垫片。
两个垫片直振64中的前一个上垫片掉下套装在下方对正的上垫片上料工位一108、上垫片上料工位二109的油杯上,推升气缸62复位,在链条12停歇状态下,以此循环实现上(下)垫片的自动上料。
如图8、图9、图10所示,双油杯振送机构5的结构是,包括油杯振盘,油杯振盘同时与油杯滑管一71和油杯滑管二72连通,油杯滑管一71和油杯滑管二72的出口端分别对应设置有一个限位管,两个限位管均向下穿过U型支板68的上板,U型支板68固定在上层台面2上,限位管下方出口正对转盘总成,油杯振盘和转盘总成位于链条12上的双油杯上料工位103;
转盘总成包括盖板70、外盘66、内盘86以及底板67,
内盘86和外盘66同心设置,内盘86通过连接盖板81向上与盖板70固定连接,外盘66向上与盖板70固定连接,内盘86下端与步进旋转机构连接,可以带动盖板70及外盘66一起步进旋转;外盘66竖直开有四组油杯通过孔,每组两个位于沿垂直方向的两条直径线两边,总共8个油杯通过孔;在每组油杯通过孔之间的外盘66中径向安装有弹簧推杆一82和弹簧推杆二84,每组弹簧推杆一82和弹簧推杆二84内端头共同连接有一个双推杆推板83,总共为四个分为两对双推杆推板83;每个双推杆推板83下端面固定悬挂一个水平的推板90,总共为四个推板90,盖板70及四个推板90上也对应各自开有8个光孔,上下对应依次称为A孔、B孔、C孔、D孔、H孔、L孔、M孔、N孔,A孔、B孔向上与两个限位管对应作为一对油杯的落入位置,M孔、N孔向下与链条12上的双工位夹具13对应作为掉出位置;外盘66通过盖板70分别与连接盖板81连接固定,两对双推杆推板83能够随内盘86实现四工位旋转;围绕内盘86上设有能够沿内盘86径向移动的底板91,底板91的两端设有挡板88,即底板91四周均布连接的两对推板90和两对双推杆推板83;
M孔和N孔所在直径线两边的一对底板91通过几字型架滑动设置在一对直线滑动导轨85上,该对直线滑动导轨85设置在底板67上;直线滑动导轨85上设置滑动副板,与推板90及双推杆推板83构成L型推架;与M孔和N孔相对的另一边底板67端面固定有一对双L板79,该对双L板79之间的支撑板上设有底板气缸78,底板气缸78活塞杆与底板91传动连接;
油杯滑管一71与油杯滑管二72中的油杯通过限位管,分别进入转盘组件四周的推板90上,油杯远离推板90上的A孔、B孔、C孔、D孔、H孔、L孔、M孔、N孔,推板90先挡着不掉下来,随着外盘66转位,推板90上A孔、B孔转位循环依次经C孔、D孔、H孔、L孔到M孔、N孔(图示)位置时,底板气缸78推动底板91上的挡板88,挡板88推动双推杆推板83,双推杆推板83沿弹簧推杆一82和弹簧推杆二84向外推动推板90平移,一对油杯上部已经掉入外盘66的M孔、N孔中临时支撑在推板90上;随着推板90向前移动,推板90中的M孔、N孔与外盘66中的M孔、N孔重合,油杯向下穿过推板90上M孔、N孔,再掉入下方双油杯上料工位103链条12上的双工位夹具13正对位置,进而装配在双工位夹具13上;由于底板91只能沿一个方向移动而将其他推板90上的油杯隔断,再次启动内盘86进行旋转90度后停止,下一对油杯又从M孔、N孔位置同时落入链条12下一个双工位夹具13中;重复循环,每次将一对油杯上料到双工位夹具13上。
如图11所示,每个双工位夹具13的结构是,双工位夹具13横向安装在链条12上,包括横向的座板94及压板,横向的座板94及压板通过螺钉二99和螺钉一98与链条12固定连接,在压板两边的座板94中开有盲孔一96和盲孔二97,用于放置油杯极靴;座板94两端滑动设置在双U型滑道93中,双U型滑道93位于U型滑槽17两边立板的内壁上,座板94两端分别设置有一个斜压板95,每个斜压板95内端滑杆上设有弹簧,弹簧内端设有与油杯极靴吻合的半圆槽板;
两端的斜压板95随双工位夹具13在U型滑槽17中移动时受到挤压,每个弹簧带动自己的半圆槽板向心分别压紧双工位夹具13中的一个油杯极靴;当链条12带动双工位夹具13走出成品下料工位112时,双工位夹具13滑出双U型滑道93,斜压板95不受双U型滑道93限位,弹簧伸张向外反推斜压板95,弹簧内端的半圆槽板外移松开油杯极靴,在链条12带动双工位夹具13走到垂直向下时,焊接成品依靠自重力掉入收料箱中,实现成品自动下料。
下垫片振送机构一6和下垫片振送机构二7对应下垫片上料工位一104、下垫片上料工位二105;
线圈振送机构一8和线圈振送机构二9对应线圈上料工位一106、线圈上料工位二107;
上垫片振送机构一10和上垫片振送机构二11对应上垫片上料工位一108、上垫片上料工位二109;
双磁轭振送机构14和磁轭旋转上料机构15对应双磁轭上料工位110;
双锡焊机构16对应双焊接工位111;
U型滑槽17出口端对应成品下料工位112。
本发明上述的全自动装焊系统进行焊接操作,具体步骤如下:
步骤1)步进电机控制链条12驱动一个步进距离后,链条12处于停歇状态,U型滑槽17中链条12上的十二个双工位夹具13在此停歇状态下分别对应十二个工位,依次为双油杯上料工位103、下垫片上料工位一104、下垫片上料工位二105、线圈上料工位一106、线圈上料工位二107、上垫片上料工位一108、上垫片上料工位二109、双磁轭上料工位110、双焊接工位111、成品下料工位112;
步骤2)在此停歇状态下,位于双油杯上料工位103位置的双工位夹具13,油杯由油杯振盘排序滑入油杯滑管二72、油杯滑管一71,直立送到前端限位管中,由外盘66旋转将前端限位管储存的油杯分流到四周的8个孔中,外盘66转动一个90°,推移推板90使其中的两个油杯掉入双工位夹具13孔中,此时双工位夹具13在两端的斜压板95在进入双U型滑道93后受到半圆槽板挤压,使油杯极靴在双工位夹具13的孔中受到压紧限位;油杯极靴夹紧后,底板气缸78和外盘66同步复位;以此循环,同时实现两个油杯的自动上料;
成品下料工位112双工位夹具13的打开驱动原理,同双油杯上料工位103位置的双工位夹具13的驱动原理相反,当链条12带动双工位夹具13滑出双U型滑道93时,弹簧反推斜压板95松开半圆槽板,松开油杯极靴,在链条12转动到焊接成品垂直向下时,在其自重力作用下掉入收料箱中,完成焊接成品的自动下料;
步骤3)在此停歇状态下,位于下垫片上料工位一104、下垫片上料工位二105上方的下垫片振送机构一6和下垫片振送机构二7,振送到前端储存管60,气缸62隔断后续的一对下垫片,使得前端的一对下垫片向下掉入下垫片上料工位一104、下垫片上料工位二105上的油杯上,将下垫片分别套在各自对应的油杯上,气缸62复位;以此循环,同时实现两个下垫片的自动上料。
步骤4)在此停歇状态下,位于线圈上料工位一106、线圈上料工位二107上方的线圈振送机构一8和线圈振送机构二9,线圈被前送到前端的储存管一55和储存管二56,储存管一55和储存管二56分别通过线圈隔料组件一53和线圈隔料组件二54打开或隔断线圈,使线圈向下掉入双工位夹具13中并且对应套入各自的油杯上;以此循环,同时实现两个线圈的自动上料
步骤5)在此停歇状态下,位于上垫片上料工位一108和上垫片上料工位二109上方的上垫片振送机构一10和上垫片振送机构二11,上垫片被振送到前端储存管60,此处的推升气缸62隔断后续的上垫片,推升前端的上垫片向下分别掉入上垫片上料工位一108和上垫片上料工位二109的油杯上,两个上垫片分别套装在各自对应的线圈上;以此循环,同时实现两个上垫片的自动上料。
步骤6)在此停歇状态下,位于双磁轭上料工位110上方的双磁轭振送机构14和磁轭旋转上料机构15,通过直振及直板槽隔断磁轭和推升出磁轭,由电机39驱动磁轭旋转上料机构15抓取双磁轭并旋转90度,通过气缸二24和气缸三26推送入链条12双工位夹具13上的双油杯上;以此循环,同时实现两个磁轭的同时自动上料。
步骤7)在此停歇状态下,双焊接工位111上方的双锡焊机构16工作,送丝机构20送丝,一对电烙铁30前端的一对L型半圆头的烙铁头28将装配好的油杯上的锡丝压住,圆套筒杆27由气缸六38伸出对双工位夹具13上的油杯线圈磁轭进行焊接前的压紧定位,两个烙铁头28的圆环将锡丝油杯磁轭同时加热上锡,锡丝融化后,气缸五33带动直线齿条32与齿轮34啮合旋转,带动两个电烙铁30同步旋转120度,得到均匀的圆弧焊缝;依此循环,同时实现两个油杯磁轭的焊接。
步骤8)在此停歇状态下,成品下料工位112双工位夹具13中的焊接成品,链条12带动双工位夹具13滑出双U型滑道93,弹簧反推斜压板95松开内端的半圆槽板,松开油杯极靴,焊接成品在垂直向下时,在其自重的力量下掉入收料箱中,完成自动下料;
以此循环,同时实现两个成品的自动下料。
步骤9)在完成上述步骤2)-步骤8)后,步进电机再驱动一步,控制链条12重新前进一个步进距离,使完成步骤2)-步骤8)工序后的十二个双工位夹具13分别向前移动一个工位,然后步进电机控制链条12再停歇,使原来的11个双工位夹具13和新进的一个双工位夹具13重新对应十二个工位,依次为双油杯上料工位103、下垫片上料工位一104、下垫片上料工位二105、线圈上料工位一106、线圈上料工位二107、上垫片上料工位一108、上垫片上料工位二109、双磁轭上料工位110、双焊接工位111、成品下料工位112;
再重复上述步骤2)-步骤8),同时实现两套自动锡焊接的流水作业。

Claims (10)

1.一种直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:包括沿纵向固定的下层台面(1)和上层台面(2),在下层台面(1)上从前到后依次设置有双油杯振送机构(5)、下垫片振送机构一(6)、下垫片振送机构二(7)、线圈振送机构一(8)、线圈振送机构二(9)、上垫片振送机构一(10)、上垫片振送机构二(11)、双磁轭振送机构(14);上层台面(2)沿纵向设有U型滑槽(17),U型滑槽(17)中安装有链条(12),链条(12)设置有自己的步进驱动机构,链条(12)上依次间隔设置有多个双工位夹具(13),链条(12)从U型滑槽(17)前端进入,从U型滑槽(17)后端向下再从U型滑槽(17)下部绕回U型滑槽(17)前端;在U型滑槽(17)上方从前到后依次横跨有双油杯上料机构(3)、下垫片上料机构二(101)、下垫片上料机构一(100)、双线圈上料机构(19)、上垫片上料机构二(102)、上垫片上料机构一(18)、磁轭旋转上料机构(15)及双锡焊机构(16);
链条(12)上表面的十二个双工位夹具(13)从前到后分别称为双油杯上料工位(103)、下垫片上料工位一(104)、下垫片上料工位二(105)、线圈上料工位一(106)、线圈上料工位二(107)、上垫片上料工位一(108)、上垫片上料工位二(109)、双磁轭上料工位(110)、双焊接工位(111)、成品下料工位(112);其中,双油杯上料工位(103)上方对应设置有双油杯上料机构(3);下垫片上料工位一(104)、下垫片上料工位二(105)上方对应设置有下垫片上料机构二(101)、下垫片上料机构一(100);线圈上料工位一(106)、线圈上料工位二(107)上方对应设置有双线圈上料机构(19);上垫片上料工位一(108)、上垫片上料工位二(109)上方对应设置有上垫片上料机构二(102)、上垫片上料机构一(18);双磁轭上料工位(110)上方对应设置有磁轭旋转上料机构(15);双焊接工位(111)上方对应设置有双锡焊机构(16);
上层台面(2)还安装有总控制器(4),上述的所有机构的电气部件均与总控制器(4)信号连接。
2.根据权利要求1所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的双磁轭振送机构(14)的结构是,包括磁轭振盘(45),磁轭振盘(45)输出口设置有两条磁轭直振通道;
所述的磁轭旋转上料机构(15)的结构是,包括下支撑板(23),下支撑板(23)通过支架(44)横跨在U型滑槽(17)上方,下支撑板(23)远离磁轭振盘(45)的一边固定有立板,立板顶端固定有水平的上支撑板(40),立板外侧面固定有座板,该座板上设有电机(39),电机(39)传动轴上的主动轮通过传动带(35)与副传动轮(36)传动连接,副传动轮(36)的轮轴上端通过上轴承座支撑在上支撑板(40)中,副传动轮(36)的轮轴上部与中支撑板(49)固定连接,副传动轮(36)的轮轴下端通过下轴承座支撑在下支撑板(23)中;
中支撑板(49)朝向磁轭振盘(45)的端头下表面分别固定有气缸二(24)和气缸三(26),气缸二(24)和气缸三(26)的缸体下端共同连接有固定板,固定板下表面分别设置有气缸四(48)和气缸一(22),气缸二(24)和气缸三(26)的活塞杆向下穿过固定板,气缸二(24)活塞杆端头设置有夹手二(47),夹手二(47)与气缸四(48)的活塞杆传动连接;气缸三(26)活塞杆端头设置有夹手一(21),夹手一(21)与气缸一(22)的活塞杆传动连接。
3.根据权利要求1所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的双锡焊机构(16)的结构是,上支撑板(40)上表面固定安装有送丝组件一(41)和送丝组件二(42),送丝组件一(41)和送丝组件二(42)上分别悬挂锡丝卷,每个锡丝卷通过各自的送丝管与一个电烙铁(30)连通;上支撑板(40)后端面悬挂安装有上下推移的气缸六(38),气缸六(38)缸体向下与连接板连接,连接板下端面设有一对齿轮(34);在下支撑板(23)的后侧固定有开口向后的U型板,U型板上板后沿固定有齿条立板(31),齿条立板(31)内侧面固定有直线齿条(32),直线齿条(32)一端连接有水平推移的气缸五(33),直线齿条(32)与一对齿轮(34)齿合组成旋转传动副;一对齿轮(34)的齿轮轴向下穿过U型板上板,U型板中并排设有一对旋转开口夹具(29),该对旋转开口夹具(29)内端分别与一对齿轮(34)的齿轮轴下部固定连接,该对旋转开口夹具(29)外端分别安装有一个电烙铁(30);U型板下板下方设有圆套筒杆(27),圆套筒杆(27)与气缸六(38)的活塞杆连接。
4.根据权利要求1所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的线圈振送机构一(8)和线圈振送机构二(9)的结构相同,均包括一个线圈振盘,每个线圈振盘出口与一个线圈滑管连通,两个线圈滑管下端口分别与储存管一(55)和储存管二(56)连通,储存管一(55)和储存管二(56)的出口与下方双工位夹具(13)中的油杯对正,储存管一(55)和储存管二(56)中分别设置有线圈隔料组件一(53)和线圈隔料组件二(54),线圈隔料组件一(53)和线圈隔料组件二(54)分别设置在支架板(57)上,支架板(57)横跨在U型滑槽(17)上方。
5.根据权利要求4所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的线圈隔料组件一(53)和线圈隔料组件二(54)的结构一致,以线圈隔料组件一(53)的结构为例,包括穿进储存管一(55)中的弹簧螺栓(51),弹簧螺栓(51)外端与挡板固定连接,弹簧螺栓(51)上的弹簧两端与储存管一(55)外壁及挡板顶接;挡板与双夹板之间连接有气缸(52),挡板还滑动套装在两个滑杆(50)上,两个滑杆(50)固定在双夹板上。
6.根据权利要求1所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的上垫片振送机构一(10)、上垫片振送机构二(11)、下垫片振送机构一(6)、下垫片振送机构二(7)的结构一致,
以下按照上垫片振送机构一(10)为例,上垫片振送机构一(10)的结构是,包括一个垫片振盘,该垫片振盘同时与垫板直槽二(65)及垫板直槽一(63)连通,垫板直槽二(65)及垫板直槽一(63)均与垫片直振(64)连接,垫板直槽二(65)及垫板直槽一(63)出口端与各自的储存管(60)连通,两个储存管(60)均支撑在双支架(61)中。
7.根据权利要求1所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的双油杯振送机构(5)的结构是,包括油杯振盘,油杯振盘同时与油杯滑管一(71)和油杯滑管二(72)连通,油杯滑管一(71)和油杯滑管二(72)的出口端分别对应设置有一个限位管,两个限位管均向下穿过U型支板(68)的上板,U型支板(68)固定在上层台面(2)上,限位管下方出口正对转盘总成。
8.根据权利要求7所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的转盘总成包括盖板(70)、外盘(66)、内盘(86)以及底板(67),
内盘(86)和外盘(66)同心设置,内盘(86)通过连接盖板(81)向上与盖板(70)固定连接,外盘(66)向上与盖板(70)固定连接,内盘(86)下端与步进旋转机构连接;外盘(66)竖直开有四组油杯通过孔,每组两个位于沿垂直方向的两条直径线两边,总共8个油杯通过孔;在每组油杯通过孔之间的外盘(66)中径向安装有弹簧推杆一(82)和弹簧推杆二(84),每组弹簧推杆一(82)和弹簧推杆二(84)内端头共同连接有一个双推杆推板(83),总共为四个分为两对双推杆推板(83);每个双推杆推板(83)下端面固定悬挂一个水平的推板(90),总共为四个推板(90);
盖板(70)及四个推板(90)上也对应各自开有8个光孔,上下对应依次称为A孔、B孔、C孔、D孔、H孔、L孔、M孔、N孔,A孔、B孔向上与两个限位管对应作为一对油杯的落入位置,M孔、N孔向下与链条(12)上的双工位夹具(13)对应作为掉出位置;外盘(66)通过盖板(70)分别与连接盖板(81)连接固定,两对双推杆推板(83)能够随内盘(86)实现四工位旋转;围绕内盘(86)上设有能够沿内盘(86)径向移动的底板(91),底板(91)的两端设有挡板(88)。
9.根据权利要求8所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的M孔和N孔所在直径线两边的一对底板(91)通过几字型架滑动设置在一对直线滑动导轨(85)上,该对直线滑动导轨(85)设置在底板(67)上;直线滑动导轨(85)上设置滑动副板,与推板(90)及双推杆推板(83)构成L型推架;与M孔和N孔相对的另一边底板(67)端面固定有一对双L板(79),该对双L板(79)之间的支撑板上设有底板气缸(78),底板气缸(78)活塞杆与底板(91)传动连接。
10.根据权利要求1所述的直线式低压塑壳断路器电磁组件全自动装焊线,其特征是:所述的每个双工位夹具(13)的结构是,双工位夹具(13)横向安装在链条(12)上,包括横向的座板(94)及压板,横向的座板(94)及压板与链条(12)固定连接,在压板两边的座板(94)中开有盲孔一(96)和盲孔二(97);座板(94)两端滑动设置在双U型滑道(93)中,双U型滑道(93)位于U型滑槽(17)两边立板的内壁上,座板(94)两端分别设置有一个斜压板(95),每个斜压板(95)内端滑杆上设有弹簧,弹簧内端设有与油杯极靴吻合的半圆槽板。
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